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Wnt5a/Frizzled-2/Ca2+和Wnt3a/Frizzled通路的生理及病理学研究进展

2021-03-26王海英武心洁苑金香韩逸君张宇琪徐赫松亚白柳

吉林大学学报(医学版) 2021年3期
关键词:激酶配体途径

王海英,武心洁,苑金香,韩逸君,张宇琪,孟 慧,徐赫松,亚白柳

(1.济宁医学院基础医学院生理学教研室,山东 济宁272062;2.济宁医学院基础医学院,山东 济宁272062;3.济宁医学院科研处协同创新中心,山东 济宁272067)

Wnt是由NUSSE等[1]于1982年发现的2个同源蛋白(果蝇中的Wingless和小鼠中的Int)所合称的一类富含半胱氨酸残基的分泌型糖蛋白。Wnt信号通路由Wnt配体蛋白、Wnt受体及其相关附件组成,在无脊椎动物和脊椎动物中均有表达。Wnt配体蛋白是一类由Wnt基因编码的分泌型糖脂蛋白,在人类和哺乳动物中已发现19种,主要包括Wnt1、Wnt3a、Wnt8及Wnt4、Wnt5a和Wnt11等。Wnt受体蛋白主要包括Frizzled家族蛋白,低密度脂蛋白受体相关蛋白5/6(LDL receptor related protein 5/6,LRP5/6)协同受体,以及如酪氨酸激酶受体1(receptor tyrosine kinase like orphan receptor,ROR1)、ROR2、酪氨酸激酶相关受体(receptor related to tyrosine kinase,RYK)和蛋白质酪氨酸激酶7(protein tyrosine kinase 7,PTK7)等非Frizzled类受体蛋白。Frizzled家族蛋白是最先被发现的Wnt受体,其分子结构具有7个疏水结构域和1个富含半胱氨酸的配体结合域。现已发现10个Frizzled家族成员,主要包括Fz1、Fz2、Fz7(亚家族1,包括Fz1、Fz2和Fz7)、Fz5和Fz8(亚家族2,包括Fz5和Fz8)等。不同的Frizzled受体亚型与不同的Wnt配体结合,可在胚胎发育、细胞极性、神经突触形成、细胞增殖调节以及其他许多发育过程中起不同作用。其中,Frizzled-2是Wnt配体的重要受体,在果蝇中促进翼缘发育,若Frizzled-2短缺则会影响眼睛发育期间的小眼极性。

Wnt信号通路是一种广泛存在于多细胞真核生物中的一条古老且高度保守的通路,根据核心调控因子β-连环蛋白(β-catenin)在Wnt通路中发挥的作用,Wnt信号通路又可分为依赖β-catenin的经典信号通路和不依赖β-catenin的非经典信号通路。在Wnt未被激活的情况下,β-catenin通常与Axin、酪蛋白激酶1(casein kinase 1,CK1)、糖原合酶激酶3β(glycogen synthase kinase-3β,GSK-3β)和腺瘤性结肠息肉(adenomatous polyposis coli,APC)蛋白等形成的蛋白降解复合物结合,导致自身磷酸化并最终被降解。而当Wnt信号通路被激活时,Wnt与Frizzled和LRP5/6受体组成的异源二聚体膜受体复合物结合,使细胞质中的β-catenin稳定并最终移入细胞核中,在那里结合T细胞因子(T cell factor,TCF)/淋巴增强因子(lymphoid enhancer factor,LEF)转录因子,使靶基因得以表达。非经典Wnt信号通路,又称非经典Wnt-Frizzled信号通路,主要由Wnt/Ca2+通路和Wnt/PCP通路2个细胞内信号级联通路组成。在Wnt/Ca2+通路中,Wnt蛋白主要由Wnt1、Wnt5a和Wnt11组成,与细胞表面的Frizzled跨膜受体结合后刺激异三聚体G蛋白,从而进一步激活磷脂酶C(phospholipase-C,PLC),在细胞中发挥作用。与经典信号通路不同,非经典Wnt通路独立于βcatenin,目前发现的非经典信号通路主要包括Wnt/PCP途径、Wnt/Ca2+通路、Wnt-JNK信号通路、Wnt/ROR受体通路、Wnt-GSK3β通路、Wnt-PKC通路、Wnt-RYK通路和Wnt-mTOR通路。

Wnt信号通路在各组织器官中广泛表达并参与细胞的自我更新、增殖、分化、迁移、黏附和极性的调控。Wnt信号通路在多细胞体轴分化过程、胚胎形成发育过程和器官的发生中起重要作用,还涉及到肿瘤的形成以及各种疾病如神经系统及心血管系统等疾病的发生过程,具有复杂的生物学功能和极高的研究价值。细胞的发育分化是胚胎发育和成体组织稳态维持的基础,也是癌症、组织纤维化和损伤修复的主要机制。调控细胞的发育分化对于干预胚胎发育异常、抗炎、保护神经及心血管系统功能和抗癌治疗至关重要。Wnt通路的激活和抑制可作为胚胎发育及成体组织稳态维持[2]、抗炎[3]、神经[4]及心血管[5]系统的损伤修复、伤口愈合及纤维化[6]、癌症治疗[7]等病理生理状态下的干预靶点。Wnt3a和Wnt5a分别为经典和非经典Wnt通路的代表配体,其通路下游存在复杂的级联网络,采同1个Wnt配体可以触发多个信号级联通路并相互影响,而不同Wnt配体分别激活的信号通路之间也存在互相拮抗或协同作用。目前对于Wnt通路的研究多集中于依赖β-catenin的经典Wnt信号通路,而尚未见关于Wnt5a结合Frizzled-2介导的Ca2+通路在各组织器官中作用的相关报道。由于Wnt通路的复杂级联性,明确Wnt5a/Frizzled-2/Ca2+和Wnt3a/Frizzled的具体作用机制是促进病理状态下机体的稳态平衡恢复的基础。本研究对Wnt5a/Frizzled-2/Ca2+和Wnt3a/Frizzled信号传导在不同组织细胞中引起的生理或病理学研究进展进行综述,为将Wnt通路作为治疗靶点的研究提供思路。

1 Wnt5a/Frizzled-2/Ca2+和Wnt3a/Frizzled通路概述

1.1 Wnt5a/Frizzled-2/Ca2+通路Wnt5a是Wnt配体家族的重要成员,与Frizzled-2受体结合可激活不依赖β-catenin的非经典Wnt通路。在Wnt5a结合Frizzled-2激活的非经典Wnt通路中,以Ca2+浓度升高为基点并进一步激活下游钙调蛋白依赖性激酶Ⅱ(calmodulin dependent kinaseⅡ,CAMKⅡ)、蛋白激酶C(protein kinase C,PKC)和核因子κB(nuclear factor kappa-B,NF-κB)等 转 导 因 子 的Wnt5a/Frizzled-2/Ca2+通路值得关注。

SLUSARSKI等[8]和SHELDAHL等[9]发现:Wnt5a结合Frizzled-2受体可诱导非洲爪蟾和斑马鱼胚胎中的细胞内Ca2+的释放和PKC的激活。Wnt5a与Frizzled-2受体结合可活化PLC并增加肌醇1,4,5-三磷酸(inositol 1,4,5-triphosphate,IP3)和1,2二酰基甘油(diacyl glycerol,DAG)的浓度。IP3促使内质网或肌浆网释放Ca2+,并使细胞膜上钙通道开放导致Ca2+内流,从而引起细胞内Ca2+浓度增加。Ca2+激活CAMKⅡ和Ca2+依赖性激酶磷酸钙调磷酸酶(calcineurin,CaN)。活化的CAMKⅡ和CaN又可分别激活下游的NF-κB和活化的T细胞家族蛋白核因子(nuclear factor ofactivation T cell,NFAT)。与此同时,DAG被Ca2+激活,进而活化PKC。活化的PKC又可激活下游的NF-кB和环磷腺苷效应元件结合蛋白(cAMP-response element binding protein,CREB)。最终在细胞核中,NFAT、NF-κB和CREB完成对靶基因转录的调控。

Wnt5a/Frizzled-2/Ca2+通路对经典 Wnt/β-catenin信号通路(如Wnt3a/Frizzled通路)存在抑制作用。在Wnt5a/Frizzled-2/Ca2+通路的下游,活化的PKC能激活GTPase Cdc42,而CAMKⅡ能磷酸化TGF-β激活激酶1(TGF-β-activated kinase1,TAK1),进而诱导Nemo样激酶(Nemo-like kinase,NLK)的激活,从而抑制Wnt/β-catenin信号通路的转录。

Wnt5a/Frizzled-2/Ca2+通路触发了诸如肌动蛋白细胞骨架重塑和细胞运动等广泛的细胞过程,在调节胚胎心脏发育、成骨和软骨细胞增殖分化、干细胞更新等出生后组织稳态维持以及癌细胞的迁移和侵袭等病理过程中均起重要作用。

1.2 Wnt3a/Frizzled通路Wnt3a是经典Wnt信号通路的代表配体之一,可结合几乎所有的Frizzled受体。Wnt3a与Wnt5a竞争Frizzled受体,激活属于经典Wnt/β-catenin信号通路的Wnt3a/Frizzled通路,并抑制非经典Wnt信号通路。

Wnt3a结合Frizzled受体后激活LRP 5/6和胞浆非整合蛋白(Disheveled,Dvl),从而阻止Axin、CK 1、GSK 3β和APC构成的蛋白降解复合物对β-catenin的磷酸化,保护β-catenin不被降解并保持稳定。稳定的β-catenin在细胞质中积累并转移至细胞核中,在核内与转录因子TCF/LEF结合,进而增加原癌基因c-Myc和细胞周期素D1(CyclinD1)等下游靶基因的表达来调控细胞的增殖、分化和迁移。

有研究[10]显示:Wnt3a和Frizzled结合不仅能激活经典Wnt/β-catenin信号通路,还可以激活非经典Wnt-PCP信号通路中的RhoA GTP酶和Rho关联激酶(Rho-associated protein kinase,ROCK),表明经典Wnt信号通路和非经典Wnt信号通路在下游的界限不清,二者之间存在某种转化和重叠。

目前对于Wnt3a/Frizzled通路的研究在癌症领域较为深入,由于其广泛参与癌细胞的增殖、分化和迁移,Wnt3a/Frizzled通路已成为癌症干预治疗的有力靶标。最近的研究[11]显示:Wnt3a/Frizzled还参与免疫细胞的募集和炎症因子的释放,并在调控细胞自噬及凋亡中发挥作用。

2 Wnt5a/Frizzled-2/Ca2+和Wnt3a/Frizzled通路在胚胎发育中的作用及其机制

2.1 Wnt5a/Frizzled-2/Ca2+通路与骨发生Wnt5a是Wnt家族中唯一在四肢发育的骨骼生长聚集区和进展区表达的成员蛋白,可以促进破骨细胞的生成,并且在颌突的上皮及间充质、颚骨、下颌骨、麦尔软骨、颅底软骨和涎腺中也有不同程度表达,对软骨细胞和成骨细胞的分化起重要的调控作用[12]。骨髓间充质干细胞(mesenchymal stem cells,MSCs)可以表达一系列Frizzled受体,如Frizzled-2、Frizzled-3和Frizzled-4等。研究[13]显示:在成骨细胞系和破骨细胞前体细胞中,Wnt5a和Frizzled-2均有表达且Wnt5a基因表达水平较高,说明Wnt5a对MSCs的成骨分化有一定的促进作用;在骨关节炎中,Wnt5a和Frizzled-2在成骨细胞的形成中也发挥了重要作用。Wnt5a还可以通过Wnt-ROR信号途径激活c-Jun N端激酶(c-Jun Nterminal kinase,JNK),进而激活破骨前体细胞中表达的NF-κB受体性活化因子(receptor activator of NF-κB,RANK)及其配体RANKL,RANK与RANKL结合可诱导破骨细胞的生成。当Wnt5a与Frizzled受体结合时,IP3、乙酰化炔诺吡啶(deacylcynaropicrin,DAC)和Ca2+水平短暂升高,从而触发NF-κB和NFAT的激活,调节破骨细胞的生成。人间充质干细胞(human mesenchymal stem cells,hMSCs)能分化为成骨细胞、软骨细胞、脂肪细胞和肌细胞,降低蛋白酪氨酸激酶样跨膜受体2(receptor tyrosine kinase-like orphan receptor-2,ROR-2)的表达可抑制hMSC的分化。Wnt3a可以直接通过竞争受体来抑制Wnt5a/Ror2信号转导,进而抑制hMSC向成骨细胞分化[14]。有研究[15]显示:由Wnt5a而非Wnt3a介导的经典Wnt信号通路在牙周膜细胞中被激活,可能有助于正畸张力诱导的牙槽骨重塑。

2.2 Wnt5a/Frizzled-2通路与肺发育Wnt5a和Frizzled-2参与早期胚胎的肺形成,是肺发育与损伤修复的关键调节剂[16]。在肺发育与气道再生过程中,Frizzled-2维持组织特异性干/祖细胞的分化和自我更新之间的平衡。ZHANG等[17]研究显示:在锌指转录因子GATA 6调控下,Frizled-2也可通过微调气道上皮中经典Wnt信号的活性而发挥作用。GATA 6能促进肺上皮细胞的再生,通过调控Frizzled-2抑制肺上皮细胞经典Wnt信号通路,导致支气管肺泡干细胞(bronchioalveolar stem cells,BASCs)数剧增。

2.3 Wnt3a/Frizzled通路与其他部位器官发育经典Wnt信号转导广泛存在于不同的再生过程中,包括斑马鱼尾再生、斑马鱼心脏再生和在哺乳动物心脏前肠祖细胞的扩增等[18]。在鸡胚脊髓的发育过程中,Wnt3a和Wnt1共同结合Frizzled-10发挥了重要作用[19]。FLANAGAN等[20]研究显示:在胃上皮的发育过程中,Frizzled-7调控胃窦上皮细胞的分化和细胞位置,删除Wnt3a将导致类器官萎缩和细胞死亡。

3 Wnt3a/Frizzled通路的抗炎作用机制

Wnt3a/Frizzled通路亦在炎症反应中起作用。DI LIDDO等[21]证实:在肠肌层神经丛中,Wnt3a/Frizzled-9参与炎症的神经元反应,发挥抗炎作用并抑制NF-кB途径。NEUMANN等[22]发现:Wnt3a在鼠巨噬细胞中结合Frizzled-1诱导的Wnt/β-catenin信号途径,能降低肿瘤坏死因子(tumor necrosis factor,TNF)的释放,促进鼠巨噬细胞的抗炎功能。TEBROKE等[11]报道了Wnt3a激活成熟的肥大细胞并导致趋化因子白细胞介素8(interleukin-8,IL-8)和趋化因子CC配体(CC ligand,CCL)的释放,在过敏和哮喘等疾病中促进免疫细胞的募集,而Wnt5a/Frizzled-2/Ca2+通路与炎症的关系目前尚不明确。

4 Wnt5a/Frizzled-2/Ca2+和Wnt3a/Frizzled通路对神经元的保护作用及其对神经功能的调节作用

4.1 Wnt5a/Frizzled-2/Ca2+通路对神经元的保护作用 Wnt5a还可以通过介导Frizzled-2受体和Ca2+,对神经元产生保护作用。DING等[23]的研究显示:在星形胶质细胞中,Wnt5a与Frizzled-2受体结合可激活下游的Ca2+/CaMKⅡ/CREB信号途径,从而诱导神经营养因子(neurotrophic factor,NTs)的产生。在小鼠肌萎缩性脊髓侧索硬化(amyotrophic lateral sclerosis,ALS)发展过程中,Wnt5a和Frizzled-2在星形胶质细胞中的表达增加,能促进星形胶质细胞增殖,从而保护神经元[24]。

此外,Ca2+超载是脑损伤中各因素综合作用的结果,亦是加剧神经元凋亡的共同途径。已有研究[25]表明:Wnt5a可结合ROR2受体,动员神经元中Ca2+并导致持续的膜的去极化,最终上调N-甲基-D-天冬氨酸受体(N-methyl-D-aspartic acid receptor,NMDA)的运输。牛立军等[26]发现:Wnt5a与Frizzled-2受体结合,在生理和病理条件下均有助于增加神经细胞中Ca2+浓度,而抑制Frizzled-2介导的Wnt/Ca2+信号转导可显著弱化脑外伤大鼠模型中神经细胞内Ca2+的积累。

4.2 Wnt3a/Frizzled通路的抗凋亡作用 有研究[27]显示:晚期糖基化终产物阻断脊髓损伤小鼠的Wnt3a/Frizzled-5途径,可使神经元存活数减少。MATEI等[28]发现:Wnt3a能通过Frizzled-1/PIWI1a/FOXM 1途径减少大脑中动脉阻塞(middle cerebral artery occlusion,MCAO)大鼠神经元的凋亡并改善神经功能。

4.3 Wnt5a/Frizzled-2/Ca2+通路对突触可塑性的调节 Wnt5a在胚胎发育早期已有表达,可参与树突棘的生成,上调细胞中Ca2+浓度,刺激谷氨酸能传递,对突触可塑性起营养作用。在出生后第10天,Wnt5a的表达开始增加,在成年阶段达到其最大表达水平,是维持成年海马树突结构长期稳定的重要因素。Wnt5a通过激活CaMKⅡ和Ras相关的C3肉毒素底物1(Ras-related C3 botulinum toxin substrate 1,Rac1)介导的信号通路以及CREB介导的NMDA受体1合成来维持成熟海马的突触可塑性和结构。删除Wnt5a将减弱CaMKⅡ和Rac1的活性,降低NMDA受体1的表达,并削弱3月龄大小鼠的突触可塑性和空间学习记忆能力[29]。

4.4 Wnt3a/Frizzled通路与阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease,AD)的关系 Wnt3a具有维持神经元功能的作用。Wnt3a信号通路在维持神经元功能平衡中也起重要作用。CHACÓN等[30]研究显示:在PC12细胞中,Wnt3a通过与Frizzled-1结合可激活经典Wnt/β-catenin途径,进而抑制淀粉样β肽(amylod-β-peptide,Aβ)诱导的细胞死亡、半胱氨酸天冬氨酸蛋白水解酶3(cysteinyl aspartate specific proteinase-3,caspase-3)激活和β-catenin降解,从而延缓AD的发展。

4.5 Wnt3a/β-catenin信号通路对神经性疼痛的调节作用 Wnt3a/β-catenin信号通路的激活还与神经性疼痛有关。TANG等[31]通过脊髓神经结扎(spinal nerve ligation,SNL)小鼠模型发现:该通路诱发的痛觉过敏能被分泌性卷曲相关蛋白1(secreted frizzled-related protein 1,SFRP1)所 减弱。同样,Wnt3a通过与Frizzled-4结合使β-catenin磷酸化并启动下游靶基因的转录,ZHAO等[32]发现:鞘内注射Wnt加工分泌抑制剂2(inhibitor of Wnt processing and secretion-2,IWP-2)可有效抑制Wnt3a/Frizzled-4/β-catenin通路,降低突触可塑性,并缓解慢性收缩损伤 (chronic constriction injury,CCI)大鼠的疼痛行为。

5 Wnt5a/Frizzled-2/Ca2+和Wnt3a/Frizzled通路在心脏发育和缺血再灌注损伤中的作用机制

Wnt信号是脊椎动物心脏发育的关键调节因子,在心肌分化的不同阶段起重要作用。在中胚层诱导发育过程中,Wnt5a和Wnt5b激活了JNK介导的非经典Wnt信号,并可能涉及ROR2。在心肌细胞分化阶段,Wnt5a、Wnt5b、Wnt11和Wnt2通过Frizzled-4和Frizzled-6激活非经典的Wnt信号途径[33];Wnt5a还介导心内膜Notch1/神经调节蛋白1(neuregulin 1,NRG1)信号转导,通过调节Wnt/Ca2+途径来维持心腔的发育[34]。

在包括心肌梗死(myocardial infarction,MI)和心脏缺血再灌注(ischemia reperfusion,I/R)损伤在内的许多以Ca2+动员为特征的病理情况中,CaMKⅡδ缺失可减少I/R导致的NF-κB靶基因的表达,减小梗死面积并提高心脏功能恢复程度[35]。周珊珊等[36]研究显示:在经缺氧/复氧处理过的H9C2细胞中Wnt5a与Frizzled-2蛋白表达增加,并激活H 9C2细胞中Ca2+释放,加剧了I/R诱导的钙超载。DASKALOPOULOS[37]发现:Wnt配体(Wnt3a或Wnt5a)与Frizzled受体(Fzd-1或Fzd-2)的不同亚型结合对心肌成纤维细胞的迁移和分化具有直接影响且作用相反。Wnt3a/Frizzled-2和Wnt5a/Frizzled-1可抑制端粒酶永生化的心脏成纤维 细 胞 (cardiac fibroblasts immortalized with telomerase,CFIT)的分化,而Wnt3a/Frizzled-1和Wnt5a/Frizzled-2的组合则能促进CFIT的分化,这对于MI后梗死区修复至关重要。

6 Wnt5a/Frizzled-2/Ca2+和Wnt3a/Frizzled通路抗肿瘤作用机制

6.1 Wnt5a和Wnt3a致癌和抑癌作用的概述Wnt5a参与调节干细胞的自我更新、增殖分化、迁移黏附和极性,其异常激活或抑制在癌症的发生发展中起重要作用。癌症和受体的种类差异均可使Wnt5a配体发挥致癌或抑癌作用。同时,这些信号途径的下游存在着不同程度的交叉。在黑色素瘤细胞中,Wnt5a信号转导通过细胞中Ca2+的释放和PKC的激活指导细胞的迁移和侵袭。BLANC等[38]发现:Wnt5a通过Wnt/Ca2+信号参与了神经母细胞瘤(neuroblastoma,NB)的发病。阻断Frizzled-2会导致与β-catenin依赖性途径下调相关的PKC磷酸化增加,表明在NB中存在由Wnt/β-catenin信号通路向Wnt/Ca2+信号通路的转移[39]。

体 外 研 究[40]证 明:Frizzled-2与Wnt3a、Wnt5b、Wnt7a和Wnt2的表达呈正相关关系,其能促进舌鳞状细胞癌细胞的体外增殖、迁移和侵袭。在人肾细胞癌组织中,Wnt3a/Frizzled-7的激活同样能刺激细胞增殖。关于结肠癌和直肠癌治疗的研究[41]显示:无论是癌细胞还是非癌细胞,Wnt3a/β-catenin通路的激活都能普遍增强上皮细胞对于放、化疗治疗的耐药性。对于急性成髓细胞白血病患者,Wnt3a/Frizzled-4通路表达增加,增强了骨髓祖细胞中β-catenin的稳定性并抑制细胞凋亡[42]。

有研究[43]显示:神经胶质瘤组织中Wnt3a、Wnt5a和受体Frizzled-2、Frizzled-6和Frizzled-7的表达均上调,但β-catenin水平无明显变化,提示Wnt分子可能通过非经典途径在神经胶质瘤进展中起重要作用。在神经母细胞瘤[39]和肺癌[44]组织中,Frizzled-2受体也可与Wnt3a和Wnt5a结合,通过经典和非经典途径促进肿瘤增殖、迁移和侵袭;而Wnt5a可能是通过结合Frizzled-2,抑制Wnt3a的经典途径来发挥抑癌作用。

6.2 Wnt5a/Frizzled-2途径与前列腺癌的关系SANDSMARK等[45]发现:在前列腺癌组织中,Wnt5a/Frizzled-2途径的表达增加并诱导了癌组织中上皮-间充质转化(epithelial-mesenchymal transition,EMT),从而提高了前列腺癌的侵袭性。Wnt5a与Frizzled-2结合还可使下游的转录因子——信号转导和转录活化蛋白3(signal transducer and activator of transcription 3,Stat3)磷酸化,促进EMT的发展。

6.3 Wnt5a-Frizzled2-Stat3轴与卵巢癌的关系在卵巢癌中,Wnt5a-Frizzled2-Stat3轴的功能可能会受到编码碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)的肝/骨/肾型ALP基因限制,从而减弱高度浆液性卵巢癌 (high-grade serous ovarian carcinoma,HGSOC)细胞的迁移和侵袭,并提高浆液性卵巢癌患者的存活率[46]。

6.4 Wnt5a/Frizzled-2途径与消化道肿瘤的关系在消化道癌症方面,MATSUMOTO等[47]报道了依赖Wnt5a/Frizzled-2的细胞黏附和迁移。Wnt5a与Frizzled-2在迁移细胞的前沿积累并结合,令Disheveled(Dvl)与APC蛋白的缔合更为紧密并诱导Dvl/APC复合物募集到细胞周围,从而导致黏着斑激酶(focal adhesion kinase,FAK)的活化。Dvl/APC复合物将桩蛋白移位到FAK附近,从而形成粘着复合物,产生细胞的粘着性。HOLCOMBE等[48]发现:Wnt5a和Wnt2在结肠癌细胞系中表达上调,可能参与了从正常黏膜到癌症的发展过程,而Frizzled-1/2受体可能参与与肿瘤侵袭有关的过程。

6.5 Wnt5a/Frizzled-2途径与原发性肝细胞癌(hepatocellular carcinoma,HCC) 在HCC组 织中,Frizzled-2过表达的肿瘤患者生存率明显低于Frizzled-2低表达的患者,通过抗体治疗下调Frizzled-2信号转导则减弱了Frizzled-2介导的肿瘤生长和转移。该研究[49]表明:Frizzled-2可以作为晚期HCC的新药物靶标,且Frizzled-2和(或)Wnt5a/b的高表达可充当潜在反应性肿瘤的生物标记。在肝再生(liver regeneration,LR)期间,Wnt5a和Frizzled-2表达暂时增加,表明Wnt5a以自分泌的方式通过Wnt5a/Frizzled-2途径来抑制肝细胞中的β-catenin信号转导,从而有助于LR过程的及时完成[50]。

7 小结和展望

Wnt5a通过与Frizzled-2结合激活下游的Ca2+/CaMKⅡ信号途径,而Wnt3a则与Frizzled结合激活经典β-catenin途径,二者均在组织细胞正常和病理状态下的自我更新、增殖、分化、迁移、黏附和极性中起重要作用。加强对Wnt信号传通路机制及受体调节等研究,在深入研究Wnt5a/Frizzled-2/Ca2+和Wnt3a/Frizzled途径时,可以更好地理解Wnt-Frizzled信号通路在心血管疾病、神经系统疾病、癌症、胚胎发育和损伤修复等方面的作用机制。目前对于Wnt5a/Frizzled-2/Ca2+的研究多集中于心肌细胞与骨骼肌细胞方面,而对于其在神经细胞、肿瘤细胞及干细胞中的作用报道较少。Wnt5a/Frizzled-2/Ca2+通路启动的下游PKC/Cdc42信号和CaMKⅡ/NFAT信号在调节细胞黏附、细胞极性及细胞迁移中发挥重要作用,此外Wnt5a/Frizzled-2/Ca2+通路还可与Wnt3a/Frizzled通路在同一组织中、在生理或病理条件下发挥相互拮抗的作用。因此,明确2个Wnt通路的下游信号网络及其作用机制,对心血管疾病和神经系统疾病的宏观和微观调控均具有重要意义,也为治疗各类肿瘤及胚胎发育的相关疾病提供新的治疗靶点。

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